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魔态轨道的稳定器秩边界

机器学习 2026-05-28 v1

摘要

不同的 Clifford 轨道的魔态在小张量幂次上的稳定器秩可能不同。我们对 qutrit 建立了这一点,单 qutrit Clifford 群包含四个不可约等价的魔态轨道:Strange、Norrell、Hadamard-eigenstate 和 qutrit T-state,但仅对 qutrit T-state 尚未确定渐近指数的非平凡上界。对于另外三个轨道,我们给出显式稳定器分解,得到每个复制的渐近稳定器秩指数的上界:Strange 态 γSlog3(2)/20.316\gamma_S \le \log_3(2)/2 \approx 0.316,Hadamard-eigenstate 和 Norrell 轨道 γH3,γNlog3(4)/30.421\gamma_{H_3}, \gamma_N \le \log_3(4)/3 \approx 0.421,均严格低于先前的 γT31/2\gamma_{T_3} \le 1/2 基准。我们还证明了 Hadamard-eigenstate 和 Norrell 轨道的第一个非平凡 Ω(m/logm)\Omega(m / \log m) 渐近下界,并展示了两个 qutrit Clifford 电路将这些状态的两个复制转换为成功概率为常数的可注入相位态,从而实现每个轨道常数开销的相位注入。在量子比特的情况下,我们给出了量子 T 型轨道在四个复制上的闭式分解,通过代数恒等式得到 γTlog2(3)/40.396\gamma_T \le \log_2(3)/4 \approx 0.396 的指数,而非通过纠缠猫态构造。该论文附带一个开源库 stabrank,包含所有分解的 Lean 4 形式化证明。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.28585,
  title  = {Outer-Momentum Restarting in High-Dimensional Two-Phase Optimization},
  author = {Kristi Topollai and Allan Ma and Tolga Dimlioglu and Sui Jiet Tay and Anna Choromanska},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.28585},
  year   = {2026}
}